专利名称：加热器及加热炉管的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种加热器及加热炉管。
背景技术：
半导体制造工艺包括多次光刻工艺、刻蚀工艺和成膜工艺等，从而在半导体晶片 表面堆叠出有特殊结构的半导体元件。其中，成膜工艺普遍采用热氧化法、化学气相淀积 (CVD)工艺，用于形成各种薄膜。其中，热氧化法主要是炉管热氧化法，将反应气体通入高温 炉管内后，使反应气体和炉内的半导体晶片发生化学反应，在晶片表面沉积一层薄膜。该工 艺用于生长Si02、Si3N4、Si0H或多晶硅等。炉管热氧化工艺所使用的炉管(furnace)设备 一般有水平式和垂直式。例如在专利号为“03270634. 0”的中国专利文献中提供了一种改善薄氧化层均一
性的炉管装置，包括反应腔体；第一导管，连接该反应腔体；第一氮气导管，连接该第一导 管；旁通导管，连接该第一氮气导管；第二导管，连接该反应腔体并与该第一导管连接于一 共通接点；第二氮气导管，连接该第二导管；以及一排放导管，连接该反应腔体侧底，且连 接旁通导管。如图1所示，上述的炉管都包括腔体21和加热器22，加热器22通常包括很多环状
的电阻丝23，例如23a、23b......和陶瓷片24，每一个陶瓷片24连接所有的电阻丝，从而
将电阻丝固定，使加热器22呈圆柱状；加热器22设置于腔体21的外围。在利用上述的加热炉管进行热氧化工艺和化学气相沉积工艺时，随着加热的时间 增长，加热器经常会出现故障，从而导致加热炉管失效。
发明内容
本发明解决的问题是加热炉管及加热器容易出现故障的技术问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种加热器，包括电阻丝和固定片，包括m根 环状电阻丝，m根电阻丝排列为柱筒状，且相邻的电阻丝间隔一定间距排列；η个固定片，每 两根相邻的电阻丝之间具有n/(m-l)个固定片，所述固定片将相邻的两根电阻丝连接在一 起，且与同一根电阻丝连接的固定片分别连接电阻丝的不同位置；m和η为自然数，且η > m彡3，η为m-1的整数倍。和现有技术相比本发明的主要优点在于本发明通过在每两根相邻的电阻丝之间设置固定片，并且将与同一根电阻丝连接 的固定片分别连接电阻丝的不同位置，这样可以在不增加固定片的前提下，使得一根电阻 丝的多个不同位置与固定片连接，这样电阻丝由于被固定片固定就不容易变形，从而减少 了故障的发生，并且由于没有增加固定片的用量，因此保证了原有的加热效果。
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按 实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1为一种炉管装置及其加热器的结构示意图；图2为图1所示的加热器出现故障的示意图；图3为本发明的加热器一实施例的结构示意图；图4为本发明的加热炉管一实施例的结构示意图。
具体实施例方式从背景技术可知，现有技术中，加热炉管的加热器通常包括很多环状的电阻丝
23a.23b.23c......和固定片24，每一个固定片24连接所有的电阻丝，从而将电阻丝固定，
使电阻丝和固定片构成的加热器22呈圆柱状；加热器22设置于腔体21的外围。但是在利 用上述的加热炉管进行热氧化工艺和化学气相沉积工艺时，随着加热的时间增长，加热器 经常会出现故障，从而导致加热炉管失效。发明人研究后认为加热器出现故障是由于在加热过程中，如图2所示，电阻丝受 热会发生变形，随着使用时间的增加，电阻丝变形越来越严重，为了保证加热效果，通常相 邻的电阻丝之间的间距较近，因此电阻丝变形严重后就会与相邻的电阻丝接触发生短路， 从而使得电阻丝烧毁。如果利用现有技术对加热器进行一些改进，都会存在一些弊端，一方面因为相邻 的电阻丝之间的间距越近，电阻丝相对排布的越多，从而加热器的加热效果越好，因此如果 将电阻丝之间的间距增大会使加热器的加热效果变差。另一方面，固定片24用来固定电阻 丝，但固定片又会对加热效果造成影响，因此如果增加固定片既增加了加热器的制造难度 和成本，又使加热器的加热效果变差。在经过上述考虑后，发明人经过大量的实验研究后得到一种加热器包括m根环 状电阻丝，m根电阻丝排列为柱筒状，且相邻的电阻丝间隔一定间距排列；η个固定片，每 两根相邻的电阻丝之间具有n/(m-l)个固定片，所述固定片将相邻的两根电阻丝连接在一 起，且与同一根电阻丝连接的固定片分别连接电阻丝的不同位置；m和η为自然数，且η > m彡3，η为m-1的整数倍。由于本发明对于现有技术中存在的问题的研究，以及该发明的研究都付出了创造 性的劳动。上述技术方案中的加热器，一方面没有增大电阻丝之间的间距，另一方面没有增 加固定片的用量，因此在不影响现有的加热器的加热效果基础上，通过将与同一根电阻丝 连接的固定片分别连接电阻丝的不同位置，从而使得电阻丝被固定片固定的位置增加，这 样电阻丝由于被固定片固定就不容易变形，从而减少了故障的发生。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应
4限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。图3为本发明的加热器的一实施例的结构示意图，下面结合图3对本发明的加热 器进行说明。在本实施例中如图3所示，加热器包括电阻丝110和固定片120。其中电阻丝110为环状，在本实施例中优选的为圆环状。加热器可以包括m根
电阻丝110，例如电阻丝110a、110b、110c、110d、110e......，例如可以包括3根、4根、5
根.......电阻丝110在通电之后可以产生热能，用于给被包围在加热器内的腔室加热。
其中m为自然数，且m>3。固定片120位于相邻的电阻丝110之间，将电阻丝110连接起来，从而起到固定 作用。在本实施例中，加热器包括η个固定片，例如固定片120aU20bU20cU20aM20b\
120c’......，这些固定片120被均勻的分配于相邻的电阻丝110之间，也就是每两根相邻
的电阻丝110之间具有n+ (m-1)个固定片，例如m = 5，n = 24，也就是说加热器具有5根 电阻丝，24个固定片，那么在每相邻的两个电阻丝之间具有n+(m-l) = 24+(5_1) =8个 固定片。其中η为自然数，且η >m，η为m-1的整数倍。在本实施例中，改变了现有技术中利用一整根固定片将所有电阻丝串起来固定的 方式，而将一个固定片120仅连接相邻的两根电阻丝110，例如固定片120a’仅连接电阻丝 IlOb和电阻丝110c，并且与同一根电阻丝110连接的固定片120分别连接电阻丝的不同位
置，例如与电阻丝IlOb连接的固定片120a、120b、120c、120a，、120b，、120c，......都连接
在电阻丝IlOb的不同位置，这样就可以使电阻丝IlOb被固定片120固定的位置就比现有 技术多了一倍，从而使得电阻丝在加热之后更加不容易变形。因为本发明通过将现有技术 中的与所有电阻丝连接的每一根固定片，例如陶瓷片分为多根，使得每一根固定片仅连接 两个电阻丝，并且连接位置错开，因此没有增加固定片总的用量，仅仅是将固定片的结构和 连接位置进行了改进，因此保证了加热器的加热效果。在本实施例中所述固定片为陶瓷材料，除此之外也可以为其它的绝缘隔热材料。在本实施例中，优选的，电阻丝IlOb位于所述相邻电阻丝间的固定片之间的间距
相同，例如相邻的电阻丝IlOb和电阻丝IlOc之间的固定片120a，、120b，、120c，......之
间的间距相同。这样即使得生产制造过程简便，又减小了电阻丝的形变。在本实施例中，优选的，与同一个电阻丝连接的固定片之间的间距相同，例如与电
阻丝IlOb连接的固定片120a、120b、120c、120a，、120b，、120c，......之间的间距相同，这
样使得固定片120a’与电阻丝IlOb的连接位置，位于固定片120a和固定片120b与电阻丝 IlOb的连接位置的中点，使得固定片在电阻丝之间均勻分布，从而简化了制作工艺，对电阻 丝起到了更好的固定且防止变形的作用。在本实施例中，优选的每根所述电阻丝构成的圆形的直径为600mm士 10mm，这样可 以适应特定尺寸的腔室，位于相邻的电阻丝之间的相邻固定片之间的间距为20cm士 lcm，例 如位于相邻的电阻丝IlOb和电阻丝IlOc之间的相邻固定片之间的间距为20cm士 lcm。发 明人根据实验研究认为固定片之间的间距为20cm士 Icm时就可以保证固定片的设置不影 响加热效果，又使得电阻丝之间不容易因为变形引起连电短路。在本实施例中，优选的相邻电阻丝之间的间距为20cm士 lcm，使得电阻丝之间不容 易因为变形引起连电短路。
在上述实施例中，上述电阻丝110可以利用本领域技术人员熟知的导电材料。图4为本发明的加热炉管一实施例的结构示意图，下面结合图4对发明的加热炉 管进行说明。如图4所示，在本实施例中，加热炉管包括上述实施例中的加热器410。还包括腔 室420，所述腔室420为圆柱状，所述加热器410围绕在腔室420外围。上述加热炉管可以
包括至少两个所述加热器410，例如2个、3个、4个......同一个加热器410的电阻丝110
连接到一个电源。因此每个加热器410可以分开控制。在加热器410外围还包括保温装置430，可以减少加热器410温度的损耗。另外，加热炉管还可以为其它包括上述实施例中的加热器的结构。上述加热器可加热炉管可以使用于半导体制造工艺中的需要加热的工艺步骤中， 例如热氧化工艺、化学气相淀积工艺等等。从上述实施例可以看出，本发明通过在每两根相邻的电阻丝之间设置固定片，并 且将与同一根电阻丝连接的固定片分别连接电阻丝的不同位置，这样可以在不增加固定片 的前提下，使得一根电阻丝的多个不同位置与固定片连接，这样电阻丝由于被固定片固定 就不容易变形，从而减少了故障的发生，并且由于没有增加固定片的用量，因此保证了原有 的加热效果。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任 何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方 法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实 施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做 的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种加热器，包括电阻丝和固定片，其特征在于，包括m根环状电阻丝，相邻的电阻丝间隔一定间距排列；η个固定片，每两根相邻的电阻丝之间具有n/(m-l)个固定片，所述固定片将相邻的两 根电阻丝连接在一起，且与同一根电阻丝连接的固定片分别连接电阻丝的不同位置；m和n为自然数，且n>m≥3，n为m-1的整数倍。
2.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，位于所述相邻电阻丝间的固定片之间 的间距相同。
3.根据权利要求2所述的加热器，其特征在于，与同一个电阻丝连接的固定片之间的 间距相同。
4.根据权利要求3所述的加热器，其特征在于，所述m根电阻丝排列为圆柱筒状。
5.根据权利要求4所述的加热器，其特征在于，每根所述电阻丝构成的圆形的直径为 600mm士1Omm。
6.根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，位于相邻的电阻丝之间的相邻固定片 之间的间距为20cm士 lcm。
7.根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述相邻电阻丝之间的间距为 20cm士1cm。
8.一种包括权利要求1至7任意一项所述的加热器的加热炉管，其特征在于，还包括腔 室，所述腔室为圆柱状，所述加热器围绕在腔室外围。
9.根据权利要求8所述的加热炉管，其特征在于，包括至少两个所述加热器，每个加热 器的电阻丝连接到一个电源。
10.根据权利要求8所述的加热炉管，其特征在于，在加热器围还包括保温装置。
全文摘要
本发明提供了一种加热器及加热炉管，该加热器包括m根环状电阻丝，相邻的电阻丝间隔一定间距排列；n个固定片，每两根相邻的电阻丝之间具有n/(m-1)个固定片，所述固定片将相邻的两根电阻丝连接在一起，且与同一根电阻丝连接的固定片分别连接电阻丝的不同位置；m和n为自然数，且n＞m≥3，n为m-1的整数倍。该加热器及加热炉管减少了加热器及加热炉管容易出现故障的问题。
文档编号H05B3/64GK102006688SQ20091019479
公开日2011年4月6日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者任瑞龙, 凌尧, 刘刚, 李军 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司